已知向量β=(a1,a2,a3,a4)T可以由α1=(1,0,0,1)T,α2=(1,1,0,0)T,α3=(0,2,-1,-3)T,α4=(0,0,3,3)T线性表出。 (Ⅰ)求a1,a2,a3,a4应满足的条件; (Ⅱ)求向量组α1,α2,α3

admin2018-01-26  30

问题 已知向量β=(a1,a2,a3,a4)T可以由α1=(1,0,0,1)T,α2=(1,1,0,0)T,α3=(0,2,-1,-3)T,α4=(0,0,3,3)T线性表出。
  (Ⅰ)求a1,a2,a3,a4应满足的条件;
  (Ⅱ)求向量组α1,α2,α3,α4的一个极大线性无关组,并将其余向量用该极大线性无关组线性表出;
  (Ⅲ)把向量β分别用α1,α2,α3,α4和它的极大线性无关组线性表出。

选项

答案(Ⅰ)β可由α1,α2,α3,α4线性表示,即方程组(1)x1α1+x2α2+x3α3+x4α4=β有解,对增广矩阵作初等行变换,有 [*] 所以向量β可以由α1,α2,α3,α4线性表出的充分必要条件是:a1-a2+a3-a4=0。 (Ⅱ)由(Ⅰ)初等变换矩阵知,向量组α1,α2,α3,α4的极大线性无关组是α1,α2,α3,且 α4=-6α1+6α2-3α3 (2) (Ⅲ)方程组(1)的通解是 x1=a1-a2-2a3+6t,x2=a2+2a3-6t, x3=3t-a3,x4=t,其中t为任意常数, 所以β=(a1-a2-2a3+6t)α1+(a2+2a3-6t)α2+(3t-a33+tα4,其中t为任意常数。 把(2)式代入,得 β=(a1-a2-2a31+(a2+2a3)a2-a3α3

解析
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